原作名：Iron Man 2
导演：乔恩·费儒（Jonathan“Jon”Favreau）
主演：小罗伯特·唐尼，米基·洛克，斯嘉丽·约翰逊，格温妮斯·帕特洛，山姆·洛克威尔，唐·钱德尔，塞缪尔·杰克逊，乔恩·费儒
出品年份：2010
《钢铁侠》的续作，漫威电影宇宙第一阶段的第三部作品。
东尼‧史塔克在公开他就是一夜英雄「钢铁侠」本尊之后名声扶摇直上，不但选上麻省理工学院董事会干部，俨然成为美国乃至于世界和平的保卫者。他继承父亲霍华‧史塔克在1974年时在纽约法拉盛所举办的「史塔克博览会」（StarkExpo），也决定在原址举办2010年的博览会来完成父亲的心愿，也顺便满足他想出风头的欲望。但在光鲜的表面之下，东尼其实正苦于胸口的微型电弧反应堆所使用的金属钯，逐渐混入血液中所造成的「重金属中毒」正渐渐侵入自己的身体，也陷入和美国军方参议员—史丹对于盔甲归属权的争议中。
在1970年被霍华‧史塔克因为理念不合而被逐回苏联的核物理学家安东‧万科，在他于俄罗斯的住所去世，他同样身为核物理学家的儿子伊凡‧万科，决定将父亲留下的微型电弧反应堆图稿实际制作出，当作武器能量来源对东尼进行报复。万科在完成反应堆与盔甲的制作，立刻前往摩纳哥蒙地卡罗举行的历史方程式赛车活动会场，在赛道上袭击了驾驶古董赛车出赛的东尼。虽然在司机兼保镖快乐与秘书小辣椒的协助之下，东尼在千钧一发的关头拿到手提式五代战甲而成功击退了万科，但万科在被逮捕时对东尼大喊「你输了！」
万科被法国警方逮捕后，东尼的生意竞争对手—汉克默先进工业总裁贾斯汀‧汉克默协助万科假造死亡并越狱，帮汉默造出仿效东尼盔甲所制造出的机械步兵服。由于尝试过各种可能的元素组合却都无法取代钯金属，东尼认为自己活不长而行事变得荒唐，将公司的经营权交给小辣椒主持，并指派法务部门的新助理娜塔莉‧拉什曼接替总裁助理职缺。东尼于加州马利布的自宅举办的生日派对中，穿着战甲亮相却酒醉失态。在小辣椒的劝阻失败之下，罗德身穿地下室中未上色的二代战甲想要制止东尼，却导致一场严重的打斗。打斗造成宅邸发生爆炸，罗德决定放弃维护东尼，将战甲带往爱德华空军基地。军方上层指派汉克默将战甲进行改造，加装多样攻击性武器，将战甲更名为「战争机器」。
酒后清醒的东尼遇到宙斯盾局局长尼克‧福瑞来访，并发现他的新助手娜塔莉，其实是宙斯盾局安插在他身边的卧底特工娜塔莎‧罗曼诺夫。福瑞在告知东尼他的父亲霍华其实是宙斯盾局创始成员之一的往事之后，留下一箱霍华的遗物，并将他软禁在自宅之内迳行离开。东尼在检视父亲遗留下的文件与视频之后发现父亲留给他的一些暗示，回到公司取回父亲在提及过的1974年史塔克博览会的地景模型。东尼检验模型最终发现父亲于其中隐藏一个并不存在于自然界中的全新元素，他在人工智慧「贾维斯」和曾经协助过自己的宙斯盾局特工菲尔‧考森的协助之下，在自家车库中自行制造一具粒子加速器，并利用它合成出理论中提到的新元素，而取代钯金属成为崭新三角形微型反应器的能量来源。
万科安排好一切准备后致电东尼，称他已采纳东尼的战甲转速增倍定理，会在当晚会报复完霍华对万科家族的作为。东尼推断万科的真正目的是掌控汉克默的机械士兵去袭击父亲一手创办的博览会，别无选择下安装上他的全新反应堆，此过程让他痊愈所有病症。在博览会的现场，汉克默野心勃勃地展示陆海空三军型号的机械士兵，并由罗德驾驶的战争机器所率领。身换全新六代战甲的东尼来到舞台上，开始逼问汉克默关于万科的事情。这时，万科修改战争机器与其他机械士兵的程序，开始大肆破坏博览会现场并追赶东尼，东尼试图在不伤害到无辜民众的状况下将敌人引开会场。娜塔莎向汉克默问出万科藏匿在汉克默工业里，与快乐一同驾车赶赴工业大楼，打败所有保安后发现万科早已逃之夭夭。娜塔莎解除战争机器的遥控锁定，将其控制权还给罗德。
东尼和罗德靠双者合作击毁其他机械士兵，而万科身穿他的独立战甲来到博览会会场，他的双鞭与强大防御力让两人陷入苦战。东尼利用与罗德合作再度制造能量束爆走的方式击倒万科，不甘心的万科启动他与所有机械士兵身上装设的自爆装置，东尼与罗德成功逃离爆炸现场，万科伴随着所有机械士兵粉身碎骨。东尼一同救出差点被机械士兵自爆波及的小辣椒，两人深吻后才尽释所有前嫌，跟万科合作的汉克默也被警方逮捕。后来，福瑞和娜塔莎共同为东尼写这次的评价，推荐他成为他们的一份子，而东尼与罗德因为表现出色而获得被史丹参议员亲自颁发的奖章。这段期间，考森一人到达新墨西哥州的沙漠地区，注意到一个群众围绕的陨石坑中有一把锤子，便立刻告知福瑞说物体已找到。